集中空壓機站空冷塔水泵故障分析與處理

摘要 針對氣體公司集中空壓機站空冷塔水泵頻繁斷軸及新安裝電機振動大問題，對其故障現象和原因進行了分析研究，并采取相應的檢修方案，從而解決了空冷塔水泵斷軸及電機振動問題，取得了良好的檢修效果。

關鍵詞：軸；電機；機械密封；電機基礎

引言

濟南鮑德氣體有限公司于2001年3月18日正式掛牌成立，主要產品是氧氣，主導產品有氮氣、氬氣、壓縮空氣。公司目前擁有6臺套制氧機，具有13.5萬m3/h的制氧能力，制氧設備采用國際先進的工藝流程及具有國際先進水平的控制技術，制氧裝備水平和技術水平達到了國際先進、國內一流。公司質量檢測儀器30余臺套，主要過程質量檢驗全部采用進口設備，具有強大過程和最終產品的檢驗能力，現已一舉發展成為山東省氣體行業規模最大、實力最強、市場占有率最高的大型專業氣體生產經營企業。2012年，我公司建造了兩套空氣冷卻系統用于集中空壓機站多臺空壓機末級壓縮空氣的冷卻，為了滿足空氣冷卻系統上塔上水壓力與之相配套三臺水泵為空冷塔系統服務，該水泵為常溫水泵，一般開二備一，該空氣冷卻系統投產后運行較為平穩。

2014年8月，氣體公司的集中空壓機站空冷塔3#水泵多次發生斷軸問題，危及壓縮空氣冷卻系統的穩定運行。經過細致分析查找故障發生原因，然后采取相應的措施，目前該水泵能夠穩定運行，軸斷裂及電機振動大故障沒有在發生。集中空壓機站3#水泵為揚州水泵公司生產，

1.故障現象

2014年5月，崗位點檢人員發現空冷塔3#水泵密封處漏水嚴重，電機運行但是水泵出口壓力表顯示沒有壓力。在此之前，該設備一直穩定運行，水泵出口壓力表正常，初步懷疑是此水泵軸斷裂引起的。因為該設備在2014年4月發生過水泵軸斷裂情況。故由機械專業人員先對水泵軸斷裂面進行檢查，通過水泵軸斷裂的紋理發現軸的斷裂是由于受力過大而引起的。于是更換斷裂的軸，更換完畢后試車，試車時水泵運行正常，在運行24小時后，第二天下午新更換的軸再次斷裂。

2.故障原因查找

根據以上的設備故障現象，檢修人員再次對水泵軸的斷裂面進行檢查，發現水泵軸的斷裂還是由于受力過大而引起的。初步分析軸斷裂的原因可能有兩個方面。一是該電機功率過大水泵與電機不匹配，軸受電機負荷過大引起的；二是水泵軸自身的原因，軸在加工時選擇材料的問題，以及加工結束后軸沒有經過特殊工藝處理，自身抗拉伸強度及屈服應力不夠引起的。按照故障原因排查先易后難的原則，先進行水泵軸是否過載的檢查，查閱資料后發現電機功率在水泵運行的正常范圍內，電機為水泵廠安裝電機時一起帶來的故排除電機功率過大導致軸負荷過大斷裂故障的可能原因。由于斷裂后來更換的幾根軸不是原廠備件，是后來委托淄博一家機加工廠加工制造的，在軸的用料可能使用普通材料，抗拉強度及屈服應力上達不到廠家的設計要求。

3.故障解決及經驗總結

由于水泵軸的斷裂是由于軸材料引起的，讓廠家更換加工軸的材料并進行熱處理增強抗拉強度是最好的選擇，這樣單獨生產研發費用過高所以不現實。根據水泵的性能指標商討決定， 3#水泵使用時間長檢修次數多，密封效果差，就是維修好后性能也達不到設計要求，效率下降，綜合各種因素于是決定重新更換水泵及電機。在經過市場調研和廠家對比下決定使用上海水泵廠生產的水泵，電機和水泵固定在自身基礎框架上，由于電機和水泵自身基礎與原水泵基礎不同，對原水泵基礎進行拆除，拆除完畢后將水泵和電機一起放在原基礎位置上，用斜鐵及平鐵找平水泵和電機，找平后將水泵和電機自身的基礎焊在斜鐵上，使自身框架固定，然后將地腳螺栓擰緊防止基礎松動，水泵和電機安裝完畢后試車，試車時電機及水泵負荷側振動嚴重，于是脫開電機，空試電機后電機振動高，于是要求廠家給更換新電機，更換完新電機試車電機及水泵驅動端還是高，于是脫開聯軸器空試電機，空試電機時電機無振動，電機帶負荷后出現振動，停機檢查，發現電機與水泵聯軸器螺栓膠圈過小，可能是導致電機振動的原因，與此同時聯軸器螺栓上的平墊圈用彈簧墊圈替代使螺栓上的膠圈無法擠壓膨脹，于是更換彈簧墊圈為平墊圈，更換新膠圈，更換完畢后試車，電機及水泵驅動端振動不見減小，停機對電機對中進行檢查，對中沒有問題，于是繼續試車，在排除聯軸器螺栓問題及電機對中問題后，對電機基礎進行檢查，發現基礎有振動，于是對電機基礎進行緊固，緊固后發現電機振動及水泵驅動端振動減小，并且在合理接受范圍。于是再次緊固基礎螺栓，對基礎進行灌漿，設備軸斷裂及電機振動大故障處理完畢，設備穩定運行中。

4.結語

總結本次處理故障的經驗，具體有以下幾個方面：

（1）要對故障現象進行認真分析，然后采取有效的方案查找故障原因。在出現多種可能性原因時，要做到冷靜思考，逐一排除次要原因，抓住主要原因，最終根據所查找到的原因采取切實可行的解決措施。

（2）在整個故障處理過程中，特別需要注意安全問題。首先，對機械設備的檢修工作要停電，防止設備在檢修過程中啟動，設備檢修前一定要停水；要有專職的監護人員防止有人打開水閥，防止崗位人員誤操作而造成對檢修人員的傷害。

我們通過此次對集中空壓機站3#水泵的故障檢修，掌握了一些故障處理的方法和步驟，積累了大量的現場工作經驗，受益匪淺。通過運行觀察，該泵至今沒有再出現斷軸的問題，故障得到徹底解決。

參考文獻：

[1]李化治.制氧技術[M].北京：冶金工業出版社，1997.

[2]湯學忠，顧福民.制氧工問答[M].北京：冶金工業出版社，2001.

作者簡介：

張敬濤（1985年—），男，山東濟南，助理工程師，主要從事設備管理工作。